Хевел солнечные батареи

Микроморфные солнечные модули

В последнее время все большее внимание уделяется возобновляемым, экологически чистым источникам энергии. Растущие цены на природные ископаемые энергоносители, загрязнение окружающей среды, нанесение непоправимого ущерба экосистемам огромных регионов – все это стимулирует развитие альтернативной энергетики.

Строятся приливные, ветровые электростанции, на огромных территориях располагают солнечные электростанции, теплоцентрали. Если речь идет о прямом преобразовании энергии солнца в энергию электрическую, то неизбежно возникает вопрос о максимальной эффективности фотоэлементов – главных компонентов солнечных батарей. В качестве материала для изготовления солнечных батарей используется кремний.

После кислорода это самый распространенный химический элемент на земле. В земной коре его содержится почти 30%. И, как оказалось, этот самый кремний обладает свойством преобразовывать яркий свет в электричество.

Сначала солнечные панели делались из чистого кремния. Это были так называемые монокристаллические батареи. Технология получения максимально чистого силиконового кристалла достаточно сложная и дорогая, что, естественно, сказывается и на конечной цене таких панелей.

Полученный в результате расплава жидкий кремний затвердевает, после чего кристалл разрезается на множество тонких пластин, которые затем прошиваются сеткой тончайших электродов. Таким образом, получается панель гелиевой батареи. Эти панели стоят недешево, но затраты вполне компенсируются высоким коэффициентом полезного действия – до 22%.

Технология получения поликристаллического кремния гораздо менее затратна, поэтому и стоимость батарей на поликристаллах меньше. Однако КПД таких батарей ниже (максимально – 18%), чем у батарей на монокристаллическом кремнии. Это объясняется тем, что при медленном охлаждении, которому подвергается расплав кремния, внутри полученного поликристалла возникают области с границами из неправильно ориентированных зерен.


Монокристаллическая и поликристаллическая солнечные панели

Следующим этапом в создании гелиевых панелей стала разработка технологии получения тонких пленок на базе аморфного кремния. Для получения таких панелей кристаллический кремний не используется, а применяется силан или кремневодород.

Тончайшим слоем эти материалы наносятся на подложку. Коэффициент полезного действия этих устройств очень низок и достигает максимум 6%. Несмотря на низкий показатель эффективности, они, тем не менее, имеют и существенные достоинства.

Они, во-первых, дешевле. Во-вторых, они имеют повышенную гибкость, так как толщина элементов у них не превышает одного микрометра. И, в-третьих, у этих панелей более чем в 20 раз выше показатель оптического преломления по сравнению с моно- или поликристаллами. За счет этого у них более высокая производительность в пасмурную погоду.


Солнечная батарея на базе аморфного кремния

Логическим продолжением этого ряда фотоэлектрических преобразователей на кремниевой основе стало появление микроморфного солнечного модуля. Это технологическая разработка швейцарской фирмы «Oerlikon Solar». Появлению этого модуля предшествовало длительное изучение опыта эксплуатации аморфных кремниевых модулей.

Далее потребовалось провести серьезные исследования и разработать технологию нанесения слоя кремния толщиной в нанометр. Микроморфный кремний получил уникальные свойства прозрачности как для видимой, так и для инфракрасной области спектра солнечного света. Это стало возможным, благодаря целенаправленному изменению ориентации элементов структуры кристаллической решетки кремния.

Компания Хевел (HEVEL SOLAR) на технологической базе фирмы Oerlikon Solar построила в Чувашии, в городе Новочебоксарске, завод, выпускающий микроморфные солнечные модули. Предполагается, что это будет предприятие с полным замкнутым циклом, которое будет выпускать в год до одного миллиона таких модулей. Суммарная мощность этой продукции завода составит порядка 130 мегаватт в год.

О том, насколько перспективны подобные разработки, говорит тот факт, что в 2012 году для решения проблем тонкопленочных материалов и технологий при НТИ имени академика А.Ф. Иоффе был создан Научно-технический центр.

По сути, это был первый российский научно-исследовательский институт, занимающийся проблемами гелиоэнергетики. Именно под его эгидой работает компания Хевел, которая первой начала производить в России тонкопленочные солнечные модули. В перспективе планируется создание полноценной высокотехнологической отрасли, решающей проблемы солнечной энергетики.

Микроморфная технология

Эта технология основывается на применении нескольких слоев тонких пленок на кремниевой основе, выращенных на одной подложке. Причем, эти слои выращиваются из различных полупроводников, отличие которых друг от друга заключается в ширине так называемой «запрещенной зоны». Тогда между двумя различными слоями формируется переход, в котором становится возможной более высокая концентрация носителей, чем в однослойной структуре.

В микроморфном солнечном модуле имеются два слоя полупроводников. Такое строение элемента фотопреобразователя отличается от строения предшественника – фотоэлемента, выполненного с применением только аморфного кремния – тем, что в нем присутствует наноструктурированный микроморфный слой. Наличие этого слоя микроморфного кремния позволяет преобразовывать в электричество более широкий диапазон света. Тем самым увеличивается и коэффициент полезного действия модуля.


Структуры аморфного и микроморфного модулей

Солнечные батареи, построенные на базе микроморфных модулей, могут улавливать не только прямое солнечное излучение, но и рассеянный свет, то есть они могут вырабатывать электричество в пасмурную погоду, во время заката и восхода солнца, что существенно увеличивает время активной работы.

К преимуществам микроморфных модулей также нужно отнести их низкую стоимость, абсолютную экологичность, а также возможность использования их при строительстве различных объектов в качестве элементов внешней отделки и одновременно резервного электрообеспечения здания.

Солнечный микроморфный модуль

Компания Hevel Solar, на основе технологии швейцарской фирмы Oerlikon Solar, приступила к производству микроморфных солнечных модулей под брендовым названием Pramac.

Солнечные панели, выполненные на базе этих модулей, являются фотоэлектрическими преобразователями самого последнего поколения. Полное название модуля PRAMAC MCPH P7/ 125 Вт. Номинальная мощность этого модуля 125 Вт. С выходом на номинальную мощность вырабатывается напряжение 96,2 В при токе 1,3 А.


Микроморфный модуль Pramac

Если модуль используется в системах с номинальным напряжением 12/24/48 вольт, то дополнительно нужно использовать МРРТ-контроллер заряда. Диапазон рабочих температур модуля находится в пределах от -40°С до +90°С. Модуль выполнен в классе защиты IP65/IP67. Размеры модуля 1300х1100х6,8 мм при весе 26 килограмм. Цена модуля – 5925 рублей.

Применение микроморфной технологии значительно расширяет возможности фотоэлектрических преобразователей. А привлекательный внешний вид таких панелей открывает широкое поле деятельности для архитекторов, дизайнеров.


Так выглядит здание, облицованное микроморфными модулями

Ведь, кроме выполнения своей основной задачи, – вырабатывать электричество – эти панели могут послужить и прекрасной облицовкой, украшая здание снаружи и освещая его изнутри.

В данном видео идет первое ознакомление с солнечными панелями, которые производят в России, но выполнены на швейцарском оборудовании. Еще продажи данных солнечных панелей в России толком нет. Единственный и первый человек, который смог договориться о поставка солнечных панелей Hevel HVL 105 в Новосибирск, является фирма nsk-electro.ru. Данная фирма находится в Новосибирске,где все желающие могут приехать и купить панели, которые так же в наличии. Это достойная замена в ценовом плане, так же не мало известных солнечных панелей БЕКАР, которые производятся в Германии, и завозятся на наш рынок непосредственно оттуда. Но цены на солнечные панели Бекар уже давно запредельные, даже несмотря на то, что евро стало дорожать после 2014 года. Панели Дорожали у данной фирмы в зависимости от возрастающего спроса на них. И вот тут на наш рынок вышли наконец-то, по качеству панели такого же уровня, но уже по достаточно гуманной цене.

Для сравнения цена 105 ваттной панели фирмы БЕКАР обойдется более 7 тысяч рублей, а солнечная панель фирмы Hevel HVL 105, будет достаточно ниже и на момент написания статьи составляет 4200 рублей. Что при покупке 1 киловатта панелей выходит приличная экономия.

Весной, когда растает снег, купленные панели будут установлены на постоянное место дислокации, и я начну сбор данных по этим панелям, а пока я прилагаю короткое видео, сразу после того как я их получил, ниже.

Так же спешу отметить, что аморфный кремний — это совершенно другая технология солнечных панелей, кардинально отличимая от poly|mono кристаллического кремния. Отсюда и площади панелей разные и принцип в установке, а также время и эффективность панелей так же будут отличатся.

Панели из аморфного кремния имеют разные напряжения как холостого хода, так и рабочего по сравнению с кремниевыми солнечными модулями, и назвать их 12 или 24 вольтовыми тут не получится. Все солнечные панели из аморфного кремния рассчитываются на работу с контроллерами, с функцией преобразования высокого напряжения в подходящее для аккумуляторов напряжение, с увеличением тока и, зачастую, такие контроллеры называют МРРТ.

МРРТ контроллеры под данные панели подбираются по принципу, чем выше рабочее напряжение контроллера под панели, тем лучше. Чаще напряжение должно быть равно напряжению двум солнечным аморфным панелям, соединенных последовательно. Таким образом, панели работают более эффективно по заверениям производителей.

Ну теперь у меня есть возможность проверить это или опровергнуть в будущих тестированиях и наблюдениях.

Самое главное все таки — это низкая цена на за 1 Ватт данных солнечных панелей, это всего 40 рублей за ватт. В то время как у поликристаллического кремния цена начинается от 50 рублей за ватт. Это касаемо розничных цен, по которым обычно покупает большинство.

Характеристики панелей которые я приобрел

Характеристики солнечной панели из аморфного кремния Hevel HVL 105 :

Номинальная мощность панели стабильная- 102.34 Ватта

Ток рабочий — 2.26

Ток короткого замыкания — 2.65 А

Напряжение холостого хода солнечной панели — 65.28 Вольт

Напряжение рабочее панели — 50.30 Вольт

Максимальное напряжение системы в вольтах — 1000 Вольт

Вес солнечной панели — 26 кг

Класс защиты по IP -65

Солнечные панели HEVEL так же имеют маркировку на стекле с внутренней стороны, защищающие их от подделок :

Ну и само видео замеров, которое я успел отснять сегодня в 16 00 на заходе солнца, в теплый зимний день, при солнце в облаках :

Специально для дискуссии :

Александр Липатов

4 subscribers Дружище, ты продолжаешь демонстрировать свой дилетантизм! IP65 это не 6,5 кв.мм. Это степень защиты от внешних воздействий. Продолжай в том же духе. peling точка ru IP 65 это класс защиты, а 6.5 мм это толщина провода, который может быть максимально вставлен IP 65 и 6.5 мм это разные вещи, не так ли, или я неправ

Александр Липатов

4 subscribers Опять крутишься, как уж на сковородке :-))))) Только не получится, и вот почему: 1. Любой мало-мальский электрик (или электронщик) знает, что такое «Ай Пи» а не «И ПЭ», как ты назвал. Это говорит о том, что сие понятие тебе незнакомо. 2. Стандарта 6,5 кв.мм. не существует. 3. Далее если предположить, что ты не связывал сечение провода с IP65, то откуда ты взял значение 6,5 кв.мм,а? Можешь не отвечать, т.к. задние сальники у МС-4 (Эм Си, А не Эм Эс — это латинские буквы) универсальные стандартные. Туда и 10 квадрат залезет.